材料成型工藝基礎(chǔ)yxc

1、回顧(hug)焊接(hnji)成形 概述分類特點(diǎn)應(yīng)用焊接電弧弧焊電源焊條焊接冶金過程的特點(diǎn)焊接接頭的組織與性能焊接應(yīng)力與變形焊接位置與接頭形式第3章 材料的連接成形（焊接方法） 熔焊壓焊釬焊材料的焊接性焊接缺陷與檢驗(yàn)焊接結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)典型焊接的工藝設(shè)計(jì)焊接技術(shù)的新進(jìn)展共四十七頁(yè)回顧(hug)焊接電弧的組成熔焊的冶金過程熔焊的冶金特點(diǎn)焊接接頭組織和性能（重點(diǎn)及難點(diǎn)）：焊縫和熱影響區(qū)（熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)）焊接應(yīng)力與變形焊接缺陷及檢測(cè)(jin c)（了解）材料連接成形方法共四十七頁(yè)焊接的冶金(yjn)過程及特點(diǎn)（1）焊條、母材、藥皮形成熔池（2）藥皮起保護(hù)(boh)和化學(xué)反應(yīng)焊接的冶

2、金過程的特點(diǎn)：實(shí)質(zhì)是再熔煉；金屬熔池的體積很小，各種冶金反應(yīng)進(jìn)行得不充分；氣體，夾雜來不及溢出；冶煉條件差；熔池溫度高，使金屬元素產(chǎn)生強(qiáng)烈的熔損和蒸發(fā)，同時(shí)，熔池周圍又被冷的金屬所包圍，使焊縫處產(chǎn)生應(yīng)力和變形，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)_裂；大氣中進(jìn)行；共四十七頁(yè)（重點(diǎn)(zhngdin)及難點(diǎn)）共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 【 埋弧焊】是指電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法?！痉诸悺?埋弧焊屬于電弧焊的一種，可分為埋弧自動(dòng)焊和埋弧半自動(dòng)焊兩種?！竟ぷ髟怼侩娀≡陬w粒狀的焊劑下燃燒，焊絲(hn s)由送絲機(jī)構(gòu)自動(dòng)送入焊接區(qū)。電弧沿焊接方向的移動(dòng)靠手工操作完成的稱為埋弧半自動(dòng)焊，電弧沿焊接方向的

3、移動(dòng)靠機(jī)械自動(dòng)完成的埋弧自動(dòng)焊。 【應(yīng)用】用于焊接非合金鋼、低合金高強(qiáng)度鋼，也可用于焊接不銹鋼及紫銅等。適合于大批量焊接較厚的大型結(jié)構(gòu)件的直線焊縫和大直徑環(huán)形焊縫。 熔焊一、埋弧焊 共四十七頁(yè)第3章 材料(cilio)的連接成形 熔焊(rn hn)一、埋弧焊 視頻演示4視頻演示4-2共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 埋弧自動(dòng)(zdng)焊的特點(diǎn)【優(yōu)點(diǎn)】允許采用較大的焊接電流，生產(chǎn)率高，焊縫保護(hù)好，焊接質(zhì)量高，能節(jié)省材料和電能，勞動(dòng)條件好，實(shí)現(xiàn)了焊接過程的自動(dòng)化。適于長(zhǎng)的直線焊縫和圓筒形工件的縱、環(huán)焊縫的批量生產(chǎn)?！救秉c(diǎn)】焊接時(shí)電弧不可見，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，接頭的加工與裝配要求較高

4、，焊前準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。熔焊一、埋弧焊 共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 氣體保護(hù)電弧焊簡(jiǎn)稱氣體保護(hù)焊或氣電焊。它是利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接(hnji)區(qū)的電弧焊，簡(jiǎn)稱氣體保護(hù)焊。 根據(jù)所用保護(hù)氣體的不同，氣體保護(hù)焊可分為：氬弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、氦弧焊等。 （一）氬弧焊 氬弧焊是以氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。 氬弧焊分為非熔化極（鎢極）氬弧焊和熔化極氬弧焊兩種。 氬弧焊的應(yīng)用：幾乎可以用于所有鋼材和非鐵金屬及其合金。通常多用于在焊接過程中易氧化的鋁、鎂、鈦及其合金、不銹鋼、耐熱合金等。熔焊二、氣體保護(hù)焊-氬弧焊 共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 熔

5、焊(rn hn)二、氣體保護(hù)焊-氬弧焊 視頻演示5共四十七頁(yè)氬弧焊的特點(diǎn)：焊縫金屬純凈，用于合金鋼、易氧化的非鐵合金及稀有金屬。焊接過程穩(wěn)定，所有焊接參數(shù)都能精確控制，明弧操作，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)。電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，周圍氣流對(duì)焊縫有冷卻作用，因此焊接接頭的熱影響區(qū)小，焊后變形小，可對(duì)3mm以下(yxi)薄板進(jìn)行焊接。氬氣價(jià)格較貴，焊件成本高。 第3章 材料的連接(linji)成形 熔焊二、氣體保護(hù)焊-氬弧焊 共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是用二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的應(yīng)用(yngyng)：主要用于焊接低

6、碳鋼和低合金鋼薄板。熔焊二、氣體保護(hù)焊-CO2 共四十七頁(yè)CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)：成本低 生產(chǎn)效率高質(zhì)量(zhling)好操作性能好 CO2氣體保護(hù)焊的缺點(diǎn)是具有氧化性，合金(hjn)燒損大，飛濺大，成形較差，煙霧多，弧光強(qiáng)烈，容易產(chǎn)生氣孔。 第3章 材料的連接成形 熔焊二、氣體保護(hù)焊-CO2 共四十七頁(yè)利用可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w氧混合燃燒形成的焰作為熱源(ryun)進(jìn)行熔化焊氣焊火焰的種類(zhngli)及應(yīng)用 第3章 材料的連接成形 熔焊三、氣焊 共四十七頁(yè)氣焊火焰(huyn)的種類及應(yīng)用 第3章 材料(cilio)的連接成形 熔焊三、氣焊 共四十七頁(yè)氣焊(qhn)應(yīng)用 第3章 材料(cili

7、o)的連接成形 熔焊三、氣焊 視頻演示6視頻演示7共四十七頁(yè)氣焊的特點(diǎn)氣焊設(shè)備簡(jiǎn)單，不需電源(dinyun)，靈活方便氣焊火焰溫度低，加熱緩慢，工件受熱面積大，熱影響區(qū)較寬，因此焊接變形大?；鹧鎸?duì)熔池保護(hù)差，焊縫易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。生產(chǎn)效率低，不適合大批量生產(chǎn)。 第3章 材料的連接(linji)成形 熔焊三、氣焊 共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 電渣焊的應(yīng)用主要用于厚壁壓力容器縱縫的焊接和大型鑄焊、鍛焊結(jié)構(gòu)(jigu)的制造。 適合于電渣焊的金屬材料有非合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金等。 電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱而進(jìn)行焊接的方法。 電渣焊分為絲極電渣焊

8、、熔嘴電渣焊和板極電渣焊三種。熔焊四、電渣焊 共四十七頁(yè)（一）電渣焊焊接(hnji)過程 電渣焊的特點(diǎn)：焊接(hnji)厚板時(shí)，生產(chǎn)效率高，成本低 焊縫金屬潔凈 熱影響區(qū)寬，晶粒較粗大 第3章 材料的連接成形 熔焊四 、電渣焊 視頻演示8共四十七頁(yè)第3章 材料(cilio)的連接成形 等離子弧焊接是借助(jizh)水冷噴嘴對(duì)電弧的拘束作用，獲得較高能量密度的等離子弧進(jìn)行焊接的方法。 等離子弧焊接的應(yīng)用：可以焊接絕大部分金屬，主要適于焊接某些焊接性差的金屬材料和精細(xì)工件等。常用于焊接不銹鋼、耐熱鋼、高強(qiáng)度鋼及難熔金屬材料等。視頻演示9熔焊五、等離子弧焊 共四十七頁(yè)熔焊(rn hn)五、等離子弧焊

9、焊 等離子弧焊的特點(diǎn)能量密度大、弧柱溫度高、穿透能力強(qiáng)、電弧(dinh)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；生產(chǎn)率高，焊后的焊縫寬度和高度均勻一致，焊縫表面光潔。電弧穩(wěn)定燃燒，具有良好的挺直度和方向性。等離子弧焊設(shè)備復(fù)雜，氣體消耗大，焊接成本較高。第3章 材料的連接成形 共四十七頁(yè) 真空(zhnkng)電子束焊 一些先進(jìn)的熔化(rnghu)焊技術(shù)（適于稀有和難熔金屬的焊接和普通材料的高精度焊接） 陰極被燈絲加熱到2600K，并發(fā)射大量的電子。這些電子在高壓電場(chǎng)的作用下，經(jīng)電磁透鏡聚焦成電子束，高速轟擊工件表面（160000km/s）。電子動(dòng)能瞬間變成熱能（能量密度是普通電弧的1000倍）。視頻演示9.5共四十七頁(yè)a加

10、熱功率密度大。焊接用電子束電流為幾十到幾百毫安，最大可達(dá)l000mA以上；加速電壓為幾十到幾百千伏；故電子束功率從幾十千瓦到100kw以上，而電子束焦點(diǎn)直徑小于1mm。故電子束焦點(diǎn)處的功率密度可達(dá)103105Kw/cm2，比普通電弧功率密度高1001000倍。b焊縫深寬比(H/B)大。通常電弧焊的深寬比很難超過(chogu)2，電子束焊的深度比在50以上。電子束焊比電弧焊節(jié)約大量填充金屬和電能，可實(shí)現(xiàn)高深寬比的焊接，深寬比達(dá)60：1，可依次焊透0.1300mm厚度的不銹鋼板。優(yōu)點(diǎn)(yudin)共四十七頁(yè)c. 焊接速度快，焊縫熱物理性能好。焊接速度快，能量集中、熔化和凝固過程快。熱影響區(qū)小，焊接

11、變形小。對(duì)精加工的工件可用作最后的連接工序，焊后工件仍能保持足夠的精度。能避免晶粒長(zhǎng)大，使焊接接頭(ji tu)性能改善，高溫作用時(shí)間短，合金元素?zé)龘p少，焊縫抗蝕性好。d焊縫純度高。真空電子束焊的真空度一般為510-4Pa，適合焊接鈦及鈦合金等活性材料。e. 焊接工藝參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。電子束焊接的工藝參數(shù)可獨(dú)立地在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，控制靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，再現(xiàn)性好，而且電子束焊焊接參數(shù)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化控制，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。f. 可焊材料多。不僅能焊金屬和異種金屬材料的接頭,也可焊接非金屬材料,如陶瓷、石英玻璃等。共四十七頁(yè) 需要高真空環(huán)境以防止電子散射，設(shè)備復(fù)雜，焊件尺寸和形

12、狀受到真空室限制(非真空環(huán)境電子束焊，是重要研究方向)；由于真空室的存在，抽真空成為(chngwi)影響循環(huán)時(shí)間的主要障礙;有磁偏移：由于電子帶電，會(huì)受磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)影響，故要求電子束焊工件焊前去磁處理；X射線問題：X射線在高壓下特別強(qiáng)，需對(duì)操作人員實(shí)施保護(hù)；對(duì)工件裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格，同時(shí)工件表面清潔的要求也較高。缺點(diǎn)(qudin)共四十七頁(yè)德國(guó)PTR公司生產(chǎn)的ebw3000/15-150CNC型電子束焊機(jī) 真空室:1.7m1.25m 1.45m ; 額定功率( dn n l):15KW;額定電壓:150KV共四十七頁(yè)激光(jgung)加工簡(jiǎn)介激光加工的一般原理 激光加工是一種高能束加工方法，它是利用

13、激光高強(qiáng)度、高亮度、方向性好、單色性好的特性，通過一系列的光學(xué)系統(tǒng)聚焦成平行度很高的微細(xì)(wix)光束（直徑幾微米至幾十微米），獲得極高的能量密度照射到材料上，使材料在極短的時(shí)間內(nèi)（千分之幾秒甚至更短）熔化甚至氣化，以達(dá)到加熱和去除材料的目的。共四十七頁(yè)共四十七頁(yè)激光(jgung)加工簡(jiǎn)介激光加工特點(diǎn) 適應(yīng)性強(qiáng)： 激光加工的功率密度高，幾乎能加工任何材料， 如各種金屬、陶瓷、石英、金剛石、橡膠等。 加工精度高：激光束可聚焦成微米級(jí)的光斑（理論上直徑可小 于1um），適合(shh)精密微細(xì)加工。 加工質(zhì)量好：激光加工能量密度高，熱作用時(shí)間很短，整個(gè)加 工區(qū)幾乎不受熱的影響，工件熱變形極小，故可

14、加工對(duì)熱沖擊敏感的材料。 加工效率高： 激光加工只需0.01s，切割比常規(guī)方法提高效率 820倍，激光焊接可提高效率30倍。共四十七頁(yè)激光加工(ji gng)簡(jiǎn)介激光加工特點(diǎn) 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)：激光束傳輸方便，易于控制，便于與機(jī)器人 、自動(dòng)檢測(cè)、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制等先進(jìn)技術(shù)相 結(jié)合。 通用性強(qiáng)：可以處 理各種形狀和尺寸的工件。也可以選擇適當(dāng) 的加工條件(tiojin)，用同一臺(tái)裝置進(jìn)行切割、打孔 、焊接和表面處理等多種加工。節(jié)能節(jié)材： 激光束的能量利用率為常規(guī)加工工藝的 101000倍，激光切割可以節(jié)省材料 15%30%。 共四十七頁(yè)激光(jgung)焊接機(jī)視頻(shpn)演示10共四十七頁(yè)激光(jg

15、ung)焊接機(jī)原理1、熱傳導(dǎo)焊接：當(dāng)激光照射在材料表面時(shí)，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，將光能轉(zhuǎn)化為熱能而加熱熔化，材料表面層的熱以熱傳導(dǎo)的方式(fngsh)繼續(xù)向材料深處傳遞，最后將兩焊件熔接在一起。激光焊接的機(jī)理有兩種：共四十七頁(yè)激光(jgung)焊接機(jī)2、激光深熔焊(rn hn):當(dāng)功率密度比較大的激光束照射到材料表面時(shí)，材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能，材料被加熱熔化至汽化，產(chǎn)生大量的金屬蒸汽，在蒸汽退出表面時(shí)產(chǎn)生的反作用力下，使熔化的金屬液體向四周排擠，形成凹坑，隨著激光的繼續(xù)照射，凹坑穿人更深，當(dāng)激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩焊件焊接在一起。 共四十七頁(yè)激光(jgu

16、ng)焊接發(fā)展及應(yīng)用舉例激光點(diǎn)焊激光(jgung)熱傳 導(dǎo)焊接激光深熔 焊接激光釬焊激光-電弧復(fù)合焊接激光焊接技術(shù)脈沖激光 焊接激光填絲焊接共四十七頁(yè)激光焊接發(fā)展(fzhn)及應(yīng)用舉例汽車傳動(dòng)零部件激光(jgung)焊接共四十七頁(yè) 熔焊(rn hn) 堆焊(du hn)與噴涂 高能焊 電渣焊 電弧焊 氣焊 激光焊 電子束焊 等離子弧焊 氣體保護(hù)焊 埋弧焊 焊條電弧焊共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 壓焊 壓力焊（俗稱固態(tài)焊）是在壓力（或同時(shí)加熱）作用下，在被焊的分離金屬結(jié)合面產(chǎn)生塑性變形而使金屬連接成為整體的焊接(hnji)工藝。共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 壓

17、焊一、電阻(dinz)焊 電阻焊是利用電流通過焊件及其接觸面產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在外界壓力作用下形成焊接接頭的一種焊接方法。 電阻焊根據(jù)接頭的型式不同可分為：點(diǎn)焊、縫焊和對(duì)焊三種。 共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 壓焊一、電阻(dinz)焊 電阻焊的應(yīng)用：主要用于焊接低碳鋼、不銹鋼、鋁及銅等金屬材料。 點(diǎn)焊主要用于焊接厚度在4mm以下的薄板，廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)制造中； 縫焊主要用于焊接厚度在3mm以下的薄板，廣泛應(yīng)用于焊接油箱、煙道等； 對(duì)焊主要用于焊接較大截面（直徑或邊長(zhǎng)小于20mm）焊件與不同種類的金屬對(duì)接，廣泛應(yīng)用于焊接刀具、管件、

18、鋼筋、鋼軌、鏈條等。 共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 壓焊一、電阻(dinz)焊 點(diǎn)焊形成過程示意圖 滾焊形成過程示意圖視頻演示11視頻演示12共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 壓焊一、電阻(dinz)焊 對(duì)焊是利用電阻熱將兩個(gè)工件的整個(gè)端面焊接起來的一種焊接方法。 對(duì)焊 對(duì)焊示意圖視頻演示13共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 壓焊二、摩擦(mc)焊 利用兩工件焊接端面之間相互摩擦而產(chǎn)生的熱量將工件端面加熱到塑性狀態(tài)后，在壓力作用下使它們連接起來的一種壓焊方法。 1.摩擦焊原理 2.摩擦焊的特點(diǎn)：焊接接頭質(zhì)量高接頭不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。適用范圍廣

19、 生產(chǎn)效率高 摩擦焊操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 視頻演示14共四十七頁(yè)釬焊(qin hn)是利用熔點(diǎn)比被焊接金屬熔點(diǎn)低的金屬作釬料，將釬料與工件一起加熱到釬料熔化狀態(tài)，借助毛細(xì)管作用將其吸入到固態(tài)間歇內(nèi)，使釬料與固態(tài)工件表面發(fā)生原子的相互擴(kuò)散、溶解和化合而連成整體的焊接方法。 釬焊接頭的形成過程釬焊接頭的形成包括兩個(gè)過程： 釬料熔化和流入、填充接頭間歇形成釬料充滿焊縫的過程； 液態(tài)釬料與釬焊金屬相互作用。 第3章 材料(cilio)的連接成形 釬焊 共四十七頁(yè) 釬料填充(tinchng)焊縫過程示意圖液態(tài)釬料和固態(tài)金屬之間的相互作用第3章 材料的連接(linji)成形 釬焊 視頻演示15共四

20、十七頁(yè)（一）硬釬焊 硬釬焊是指使用硬釬料進(jìn)行的釬焊。釬料熔點(diǎn)在450以上的釬焊稱為(chn wi)硬釬焊，其焊接強(qiáng)度大約為300500MPa。屬于硬釬焊的釬料有銅基、鋁基、銀基、鎳基釬料等，常用的為銅基。 焊接時(shí)需要加釬劑，常用釬劑由硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等組成。 硬釬焊的加熱方式有氧乙炔火焰加熱、電阻加熱、爐內(nèi)加熱等。 硬釬焊適合于焊接受力較大的鋼鐵件、銅合金件及工具的焊接。 第3章 材料的連接(linji)成形 釬焊共四十七頁(yè)第3章 材料的連接(linji)成形 釬焊(qin hn)（二）軟釬焊 軟釬焊是指使用軟釬料進(jìn)行的釬焊。釬料熔點(diǎn)在450以下的釬焊稱為軟釬焊。其焊接強(qiáng)度一般不超過470MPa。 屬于軟釬焊的釬料有錫